Νέο ερευνητικό κέντρο στην Καρλσρούη: Η COSMOS-H θέτει πρότυπα για την έρευνα σταθμών ηλεκτροπαραγωγής!

Νέο ερευνητικό κέντρο στην Καρλσρούη: Η COSMOS-H θέτει πρότυπα για την έρευνα σταθμών ηλεκτροπαραγωγής!

Στις 8 Μαΐου 2025, στις Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καρλσρούης (KIT) άνοιξε η νεότερη μονάδα θερμοϋδραυλικών δοκιμών COSMOS-H. Αυτό το υπερσύγχρονο ερευνητικό όργανο έχει σχεδιαστεί ειδικά για τη μελέτη βρασμού και πολύπλοκων φαινομένων ροής κάτω από ρεαλιστικές συνθήκες εργοστασίου παραγωγής ενέργειας. Με την ικανότητα προσομοίωσης πιέσεων έως 160 bar και θερμοκρασιών έως 360 βαθμών Κελσίου, αντιπροσωπεύει ένα σημαντικό βήμα στην έρευνα για την ασφάλεια των αντιδραστήρων.

Το σύστημα έχει εγκατεστημένη θερμική ισχύ 1,8 μεγαβάτ και χρησιμοποιεί προηγμένες μεθόδους μέτρησης για τη διερεύνηση φαινομένων θερμικής ροής υπό επακριβώς ελεγχόμενες οριακές συνθήκες όπως πίεση, θερμοκρασία και ισχύς θέρμανσης. Πάνω από 100 αισθητήρες υψηλής ανάλυσης παρακολουθούν το σύστημα, ενώ ένα ρομποτικό σύστημα τοποθετεί κάμερες υψηλής ταχύτητας για να τεκμηριώσει τα πειράματα.

Εφαρμογή έρευνας και ασφάλεια

Η έρευνα στο COSMOS-H επικεντρώνεται στην ασφάλεια των βιομηχανικών εγκαταστάσεων, ιδιαίτερα των πυρηνικών αντιδραστήρων και των ηλιακών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής. Λειτουργεί από το τμήμα Multiphase Flows ως μέρος του προγράμματος Helmholtz NUSAFE Ινστιτούτο Τεχνολογίας και Ασφάλειας Θερμικής Ενέργειας (ITES). Οι κρίσεις βρασμού και τα φαινόμενα μεταφοράς θερμότητας αναλύονται κάτω από πρωτότυπες θερμοδυναμικές συνθήκες.

Η ιδιαίτερη έμφαση δίνεται σε κρίσιμα σημεία όπως το "Dryout" και το "Departure from Nucleate Boiling", τα οποία συνδέονται με ένα εξαιρετικά ανεπτυγμένο σύστημα ελέγχου που επιτρέπει τη γρήγορη απενεργοποίηση του τμήματος θέρμανσης. Αυτά τα προστατευτικά μέτρα είναι απαραίτητα για την αποφυγή πιθανής βλάβης στο σύστημα θέρμανσης.

Επιστημονικό υπόβαθρο και νόημα

Η χρήση του COSMOS-H υποστηρίζεται από ποικίλα ερευνητικά έργα που ασχολούνται με τη φυσική της μεταφοράς θερμότητας υπό συνθήκες υψηλής πίεσης. Στόχος είναι να βελτιωθεί όχι μόνο η αποτελεσματικότητα των θερμικών διεργασιών στην παραγωγή ενέργειας, αλλά και η ασφάλεια των πυρηνικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής. Ο Τμήμα Ερευνών Πειραματικής Θερμοϋδραυλικής Στο πλαίσιο αυτό, το KIT επιδιώκει την ανάπτυξη πειραματικών βάσεων δεδομένων για αναλύσεις ροής με τη βοήθεια υπολογιστή, οι οποίες είναι απαραίτητες για την επικύρωση αριθμητικών μοντέλων.

Το σύστημα COSMOS-H επομένως αντιπροσωπεύει ένα σημαντικό εργαλείο για την εμβάθυνση της κατανόησης των πολυφασικών ροών και την περαιτέρω αύξηση των προτύπων ασφάλειας στην πυρηνική ενέργεια καθώς και στη χημική μηχανική και τη μηχανική διεργασιών.

Με περίπου 10.000 υπαλλήλους και 22.800 φοιτητές, το KIT είναι ένα από τα κορυφαία πανεπιστήμια αριστείας στη Γερμανία. Η δέσμευση σε πεδία έρευνας με προσανατολισμό στο μέλλον όπως η θερμική υδραυλική υπογραμμίζει το ρόλο του ινστιτούτου ως πρωτοπόρου στην επιστήμη της μηχανικής.